隨著企業數控設備的日益增多，數控設備日常維護及保養工作日益繁重、繁雜。為了適應上述情況，保障設備運行安全，確保產品生產的順利進行，在企業建立數控設備數據備份工作顯得非常必要。
1 數控設備數據備份的必要性
數據的破壞是難以預測的，也是有多種可能性的，因此要保證隨時隨地都可以完成數據的完整恢復，必須要建立完善的數據備份系統。這項工作非常重要，主要內容是把企業內部各類數控機床的機床參數完整地備份下來，以備機床在出現系統掉電、主板損壞、系統意外干擾或誤動作、人為操作失誤以及病毒破壞等情況下，參數全部或部分丟失而導致機床癱瘓時，可以準確快速恢復機床，確保設備使用安全。
其實，很多企業在這個方面是有過深刻教訓的：上世紀90年代中期，某單位一臺進口加工中心曾經出現系統硬盤損壞而導致機床癱瘓長達數月的事件，幸虧在國內找到了同型號設備，通過到對方單位復制數據后才得以恢復，但是即便如此，由于機床差異，該機床雖然恢復了主要功能，但有些機床功能卻因此喪失；2010年年初，某單位進口車削中心因春節放長假，機床備份電池失電造成機床數據丟失，由于事先沒有進
行數據備份，導致機床無法使用長達一個半月，最后花費數萬美元請國外生產廠家進行數據恢復，機床才得以恢復正常使用。
由此看來，對數控設備進行機床參數數據備份的工作是極其必要的，需要盡快實施，以盡早消除數控設備管理和維修工作中的隱患。
2 數控設備數據備份系統的構成
進行機床數據備份對較為熟練的數控維護人員來說，是一件相對較為簡單的工作，但是對企業內部大量的數控設備實施統一的備份以及進行數據的管理而言就不是輕松的工作了。因為一個企業的設備是五花八門的，數控系統可能是專用的，如FANUC、SIEMENS等，或是采取工控機開放式的，所以我們需要知道對每一臺設備備份什么內容，怎么進行備份，備份的數據如何管理，要確保備份數據的規范性、準確性、安全性和唯一性，這就需要建立數控設備數據備份系統。
數控設備數據備份系統由以下幾部分內容構成：機床參數數據備份、機床原始數據備份以及機床維修與保養數據庫。
2.1機床數據備份
機床數據備份的目的主要是為了恢復機床功能，內容包括：機床參數，PLC參數，PLC程序等。
2.2機床原始數據備份
機床原始數據儲備或備份主要包括：機床出廠及進入使用單位時的幾何精度、定位精度等數據；正常使用時的機床振動實測數據；機床日常維護時的執行數據等。這項工作的主要作用在于記錄機床原始或正常工作時的精度數據、可實測的維護數據，為日后的機床修理和精度調整提供參照基準。
2.3機床維修與保養數據
這部分工作主要是日常維修時對機床故障現象、解決方法的準確記錄，日積月累形成機床維修檔案或維修數據庫。這要求每一位數控維修人員在每一次維修任務完成后必須認真錄入維修經歷。這樣做的目的在于為在役的每一臺數控設備提供維修檔案，并為今后的維修提供指導或參考。
3 主流數控系統數據備份內容說明
3.1 Fanue 01/18/21系統備份內容說明
FANUC01/18/21系統數據備份可以通過CF存儲卡，不需要專門的數據通訊軟件。其內容包括：
(1)SRAM數據備份，文件名為：SRAMl-0A.FDB和SRAMl-0B.FDB：
(2)單獨的機床參數備份，輸出文件名為ALLPARAMETER；
(3)單獨的PMC梯形圖和PMC參數備份，輸出文件名為PMC—SB.000和PMC—SB.PRM。
3.2 Siemens810/840系統備份內容說明
Siemens系統備份需要專用的數據通訊軟件，即WINPCIN軟件或PCIN軟件，根據硬件組成的不同分為以下幾類。
3.2.1 PCU20數據備份
PCU20不帶硬盤，只能通過RS232c接口把數據備份到外部PC上。MMC100.2的數據備份方法與PCU20基本相同。MMC100.2或PCU20只有NCK數據和PLC數據，NCK數據是個數據包，包括了全部機床數據和程序，PLC數據是PLC控制程序的二進制格式。
3.2.2 MMCl03數據備份
由于MMC103可以帶硬盤、軟驅，與MMCl00.2不同的是，不僅可以通過V24接口把數據備份到外部PC或PG上，而且還可以把數據備份在硬盤或軟驅上。PCU50數據備份方法與MMC103基本相同，只是利用PCU50還可以在NC卡上進行數據備份。MMCl03數據備份更加靈活，可選擇不同的備份文件存儲目標：V24指通過RS232C接口傳至外部計算機(PC)；PG指備份到編程器(PG)；Disk MMC指備份到軟盤；Archive指備份到硬盤；NC Card指備份到NC卡(NCUS0)。
采用最多的是把數據通過RS232C接口備份到PC上，或備份到硬盤上。常需要備份的數據有驅動、NC數據、MMC數據、PLC數據和補償數據。
3.2.3 Siemens802D數據備份
Siemens802D數據備份內容是試車數據，包括：所有零件程序文件；所有固定循環文件；定義軸的驅動器數據；機器數據；設定數據；刀具數據；R參數；零點偏移，絲杠誤差補償；PLC應用程序；用戶報警文本。
4 實施方案及步驟
4.1硬件及人員要求
專用臺式計算機和專用筆記本電腦各1臺；120G移動硬盤1個；多功能讀卡器1個；CF卡若干。為了避免感染計算機病毒，必須確保專機專用，嚴格禁止與其他計算機和移動硬盤等交叉使用以及上網；嚴格保證系統及數據安全。
專人專管：設立專兼職人員1-2人，對上述硬件和數據進行管理，負責數據采集錄入、軟硬件維護以及專用軟件開發等工作。
專用臺式計算機的作用是集中存放專用筆記本電腦所采集的全部備份數據以及錄入的各類數據，并進行管理。
專用筆記本電腦的作用在于進行現場數據采集和數據恢復工作，需要配齊各類數據傳輸軟件以及符合不同數控系統需要的數據傳輸線纜。
4.2數據備份應該遵守的原則
為了避免在實際操作中由于操作失誤或意外干擾造成數據備份失誤，甚至造成機床數據丟失而導致嚴重后果，因此特別制定如下機床數據備份工作安全操作規定：
(1)在現場進行數據備份工作時，必須有2人以上在場，必須了解和熟練掌握不同數控系統數據備份的方法后，才能具體操作；為保證數據安全，特別是“獨生子”設備、重要設備等，必須先進行手工記錄數據，再進行數據傳輸，最后用備份的數據進行一次機床數據恢復，以驗證備份數據的正確性，只有經過驗證的數據才可錄人數控設備數據備份系統成為備份數據。
(2)為保證備份數據的無誤，必須準確地備份，為備份的所有人員提供此類信息，以免在發生問題時束手無策。此外，還應該建立一個計劃并嚴格遵守，讓服務器執行更新日志，當計算機數據在崩潰后需要恢復時，更新日志將會派上用場。
(3)存儲在服務器里的各類數據備份文件也必須再備份，原則上應至少保留兩份，一份是最近的，一份是在它之前的，并且至少要有3個以上備份時，才可以把早期的刪掉。
(4)鑒定需保護的系統，存儲重要數據的系統都需要全面保護，但也要分出個主次，最重要的數據要經常備份。
(5)使用一種統一的和易理解的備份文件命名機制。可以采取按使用單位劃分文件夾，使用單位文件夾則包含該使用單位的全部設備的文件夾。單一設備文件夾的命名采取設備名+設備統一編號+日期的方法，單一設備文件夾內再包含機床數據備份，機床原始數據儲備或備份，機床維修及保養數據3個文件夾，分別保存不同的數據，這樣就會為實施數據恢復帶來很大的方便，不會造成混亂，如圖l所示。
圖1 數據備份系統數據存儲組織框圖
4.3 臺式計算機的數據保護和恢復
由于臺式計算機的職責是數據的保存和管理，它同樣存在由于硬件故障、操作失誤、病毒破壞等原因造成數據丟失和系統崩潰的隱患，因此需要在軟硬件方面加以預防。
硬件方面：采取RAID磁盤陣列技術，防止硬盤損壞數據丟失。
軟件方面：防病毒軟件；Fanue、Siemens等系統通訊軟件；Fanuc PLC軟件；Siemens$5／$7 PLC軟件等。
4.4機床數據備份的實施方案及步驟
根據不同企業的實際狀況，首先應該實施的是機床數據備份這項工作。具體如下：本著由少到多、由重點到一般、由老到新的原則對全部數控設備進行分類，先把重要設備進行數據備份，然后再陸續備份通用設備，直至完成全部設備的數據備份工作為止。
這項工作的幾個關鍵點在于：(1)某些設備采用專用系統和過時的小容量硬盤，這類機床的操作系統和數據都放在硬盤上，雖然可以通過通訊接口把機床參數拷貝出來，但是一旦硬盤損壞，后果不堪設想。早期的硬盤容量只有幾百K或幾M，是在早期PC機及DOS操作系統下使用的，現在的計算機和操作系統不能夠識別，必須采用特殊的方法再備份一個小容量的硬盤方可解后顧之憂；(2)即便是后期引進的帶硬盤的數控系統如西門子802D、840等系統也存在上述問題，主要原因是硬盤容量小。由于我們的設備至少還要用上十幾年，而當前計算機技術日新月異，再過些年恐怕那時的計算機也無法識別這些硬盤了，因此，必須乘現在還有時間，在備份數據的同時，儲備適當數量的硬盤，以備不時之需；(3)對于一些過于老式的系統，如FANUC7系統、線切割機等，就只能手工把機床參數記錄下來，輸入數控設備數據備份系統。
4.5機床原始數據儲備或備份的實施方案及步驟
機床原始數據儲備或備份這項工作，工作量較大，需要有專人對已進行過的工作，如新進設備已有出廠幾何精度、定位精度以及安裝就位后記錄的幾何精度、定位精度進行分類整理、記錄；利用新購的機床診斷裝置對機床進行測試及數據整理、記錄；利用數字示波器對機床伺服等電氣數據進行測試及數據整理、記錄等。這些原始數據錄入專用計算機后，可以作為今后維修和保養的基準數據，對單位的數控維修工作有重要的意義。具體操作可以本著先新后舊、先重點后一般的原則實施，每一臺設備都應該每隔一年或定期進行數據調整及測試，從而發現和總結維護保養規律，提供維修參考依據。
4.6機床維修及保養數據庫實施方案及步驟
機床維修及保養數據主要目的是建立每一臺數控設備的維修經驗數據庫，這項工作主要是日常維修的積累，需要每一位電氣和機械維修人員把自己以前的維修經驗和維修事件集中起來，按故障現象、分析過程、解決方法詳細記錄，對今后的維修還需要提供時間、機床型號／編號、數控系統型號、維修人員等詳盡信息，以便分類匯總和記錄。如此可以逐步建立起企業數控設備的維修經驗數據庫，甚至今后有可能還可以
在此基礎上建立專家系統，從而對企業的數控維修工作提供系統、規范的指導。
5 結語
建立數控設備數據備份系統是一個投入小、難度和風險小、見效大、易于操作的好事情。例如，如果想了解企業內某一臺數控機床的情況，可以在服務器上輸入機床所在單位、型號，檢索到設備編號并進入相應界面后，就可以完整、全面地了解到該機床的所有信息，如數控系統，機床參數備份，機床出廠各項原始精度，機床正常運行時的各項機械、電氣、振動等實測數據，該機床投入使用以來歷次保養和維修過程詳細記錄等。前期可以由維修部門為主來具體實施，主要是數據采集以及建立數據庫的數據儲備和整理，后期可以與計算機部門合作，作為企業計算機管理系統的一個子系統來統一開發，納入企業計算機管理系統范疇。該系統的建立可以極大地促進和規范企業設備管理和數控維護工作，對企業的產品生產提供有力支撐和保障。
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本文標題：數控設備數據備份系統的構建及實施方法
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